Empiriska samband mellan fältdata och satellitdata för olika bokskogsområden i södra Sverige

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Målet med studien är att se vilka samband som finns mellan insamlad fältdata och beräknad satellitdata för bokskogsbestånd i södra Sverige (Häckeberga naturreservat och naturområde).
Fältdata som använts består av uppskattat bladyteindex, beräknad biomassa samt kategoriserade åldersgrupper av 19 provytor bokskog (Fagus Sylvatica), indelat i tre grupper. Provytorna är 2025 m2 och består av homogen bokskog som motsvarar 3*3 pixlar i satellitdata.
Skogens bladyteindex uppskattas med hjälp av registrerad data från instrumentet LAI-2000 Plant Canopy Analyzer. LAI-2000 registrerar förhållandet mellan den strålningsmängd som når toppen av vegetationstäcket och den strålning som transmitteras ner genom bladverket. Definitionen av bladyteindex är den sammanlagda bladarean (m2) per markarea (m2) och är således enhetslöst. En skog kan ha ett indexvärde från noll och uppåt. Ju högre värde som erhålls, desto tätare är skogens lövverk. Beräkningen av bladyteindex utförs i programmet C2000.
Skogens biomassa uppskattas med hjälp av ett antal träd inom ett bestämt område. För studien har området avgränsats med hjälp av en cirkel med en diameter på 20m. För samtliga träd inom cirkeln har höjd, omkrets och antalet träd mätts in. Dessa värden har legat till grund för beräkningen av biomassa.
För att kunna jämföra insamlad fältdata mot satellitdata sammanfördes koordinaterna för provytorna med satellitdata i ett GIS program. För varje provyta har sedan värdet för den mest centrala pixeln extraherats för att motsvara hela provytans reflektans.
Den satellitdata som har använts kommer från plattformen TERRA och dess sensor Advanced Spacebourne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER). De våglängdsband som analyserats kommer från det synliga röda och gröna ljuset och det nära infraröda ljuset. Eftersom det som finns på marken (såsom sten, jord, vissna löv eller vegetation) absorberar och reflekterar den inkommande solenergin på olika sätt, kan markens reflektans av solenergi relateras till markens egenskaper. Genom att kombinera våglängdsband kan man skapa vegetationsindex (VI). Syftet med VI är att visa mängden levande vegetation i ett område, där ett högt värde indikerar tät vegetation och en hög fotosyntes. Resultatet av sambanden i studien visas av en determinationskoefficient, R2. Koefficienten visar graden av samband på en skala mellan 0 till 1, där 1 är ett totalt samband. I den här studien hittades endast svaga positiva samband mellan de enskilda våglängdsbanden (grönt och nära infrarött) och bladyteindex men inte mellan det röda våglängdsbandet och bladyteindex. Svaga samband hittades också mellan vegetationsindex och bladyteindex, men inga samband mellan vegetationsindex och biomassa.
Vid undersökningen för att se hur skogens reflektans varierar med trädstruktur indelades skogsbestånden godtyckligt efter medelvärdet på trädens omkrets i 3 grupper, 0-50 cm, 51-90 cm och 91- cm. Resultatet visade en hög variation av bladyteindex jämfört mot vegetationsindex för grupperna 1 och 2.

Abstract

The aim of this investigation is to study the relationship between leaf area index, biomass and satellite reflectance data of some beech forests (Fagus Sylvatica) in southern Sweden (Häckeberga nature reserve). In 19 forest stands, measurements of tree structural parameters like tree height and tree diameter at breast height were performed. In addition, the leaf area index was estimated optically by the plant Canopy Analyzer (PCA) LAI-2000 instrument. Reflectance data of both separate wavelengths bands and vegetation indices, like the Simple Ratio (SR), the Normalized Difference Vegetation index (NDVI) and the Standardized Vegetation Index (StVI) were computed from the Visible and Near-infrared (VNIR) subsystem bands of the Advanced Spacebourne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) sensor onboard the TERRA spacecraft. Results show weak correlations between both field estimated LAI and vegetation indices, (R2 = 0.23 at best), and between field estimated LAI and the individual reflectance bands. No significant relationship between biomass and field estimated LAI were detected.

• author: Isacsson, Claes
• supervisor: Helena Eriksson
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• alternative title: Relationships between field measurements and satellite reflectance data for different beech forests in southern Sweden
• year: 2005
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: naturgeografi, climatology, cartography, pedology, leaf area index, satellite reflectance, beech forest, geomorphology, physical geography, geomorfologi, marklära, kartografi, klimatologi
• publication/series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
• report number: 120
• language: Swedish
• id: 1333016
• date added to LUP: 2005-10-03 00:00:00
• date last changed: 2011-12-13 13:59:48